Docstoc

MAKALAH ENERGI NUKLIR

Document Sample
MAKALAH ENERGI NUKLIR Powered By Docstoc
					MAKALAH ENERGI NUKLIR
ENERGI NUKLIR
A. PENDAHULUAN

Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat dibicarakan. Semakin
berkurangnya sumber energi, penemuan sumber energi baru, pengembangan energi-energi
alternatif, dan dampak penggunaan energi minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi
tema-tema yang menarik dan banyak didiskusikan. Pemanasan global yang diyakini sedang
terjadi dan akan memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan
dampak penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini.
Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi memaksa kita
untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru. Salah satu alternatif sumber energi
baru yang potensial datang dari energi nuklir. Meski dampak dan bahaya yang ditimbulkan
amat besar, tidak dapat dipungkiri bahwa energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber
energi yang layak diperhitungkan.
Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang penggunaan energi
nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang musibah hancurnya reaktor
nuklir di Chernobyl. Isu-isu ini telah membentuk bayangan buruk dan menakutkan tentang
nuklir dan pengembangannya. Padahal, pemanfaatan yang bijaksana, bertanggung jawab, dan
terkendali atas energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi
atas masalah kelangkaan energi.

B. REAKSI NUKLIR


Reaksi fusi antara Lithium-6 danDeuterium yang menghasilkan 2 atomHelium-4.
Dalam fisika nuklir, sebuah reaksi nuklir adalah sebuah proses di mana dua nuklei atau
partikel nuklir bertubrukan, untuk memproduksi hasil yang berbeda dari produk awal. Pada
prinsipnya sebuah reaksi dapat melibatkan lebih dari dua partikel yang bertubrukan, tetapi
kejadian tersebut sangat jarang. Bila partikel-partikel tersebut bertabrakan dan berpisah tanpa
berubah (kecuali mungkin dalamlevel energi), proses ini disebut tabrakan dan bukan sebuah
reaksi.
Dikenal dua reaksi nuklir, yaitu reaksi fusi nuklir dan reaksi fisi nuklir. Reaksi fusi nuklir
adalah reaksi peleburan dua atau lebih inti atom menjadi atom baru dan menghasilkan energi,
juga dikenal sebagai reaksi yang bersih. Reaksi fisi nuklir adalah reaksi pembelahan inti atom
akibat tubrukan inti atom lainnya, dan menghasilkan energi dan atom baru yang bermassa
lebih kecil, serta radiasi elektromagnetik. Reaksi fusi juga menghasilkan radiasi sinar alfa,
beta dan gamma yang sagat berbahaya bagi manusia.
Contoh reaksi fusi nuklir adalah reaksi yang terjadi di hampir semua inti bintang di alam
semesta. Senjata bom hidrogen juga memanfaatkan prinsip reaksi fusi tak terkendali. Contoh
reaksi fisi adalah ledakan senjata nuklir dan pembangkit listrik tenaga nuklir.
Unsur yang sering digunakan dalam reaksi fisi nuklir adalah Plutonium dan Uranium
(terutama Plutonium-239, Uranium-235), sedangkan dalam reaksi fusi nuklir adalah Lithium
dan Hidrogen(terutama Lithium-6, Deuterium, Tritium).

Rata-rata kandungan energi nuklir
Berikut adalah jumlah energi nuklir yang bisa dihasilkan per kg materi:
Fisi nuklir:
Uranium-233: 17,8 Kt/kg = 17800 Ton TNT/kg
Uranium-235: 17,6 Kt/kg = 17600 Ton TNT/kg
Plutonium-239: 17,3 Kt/kg = 17300 Ton TNT/kg
Fusi nuklir:
Deuterium + Deuterium: 82,2 Kt/kg = 82200 Ton TNT/kg
Tritium + Deuterium: 80,4 Kt/kg = 80400 Ton TNT/kg
Lithium-6 + Deuterium: 64,0 Kt/kg = 64000 Ton TNT/kg
C. FUSI NUKLIR

Reaksi fusi deuterium-tritium (D-T) dipertimbangkan sebagai proses yang paling
menjanjikan dalam memproduksi tenaga fusi.

Dalam fisika, fusi nuklir (reaksi termonuklir) adalah sebuah proses saat dua inti atom
bergabung, membentuk inti atom yang lebih besar dan melepaskan energi. Fusi nuklir adalah
sumber energi yang menyebabkan bintang bersinar, dan Bom Hidrogen meledak. Senjata
nuklir adalah senjata yang menggunakan prinsip reaksi fisi nuklir dan fusi nuklir.
Proses ini membutuhkan energi yang besar untuk menggabungkan inti nuklir, bahkan elemen
yang paling ringan, hidrogen. Tetapi fusi inti atom yang ringan, yang membentuk inti atom
yang lebih berat dan neutron bebas, akan menghasilkan energi yang lebih besar lagi dari
energi yang dibutuhkan untuk menggabungkan mereka -- sebuah reaksi eksotermik yang
dapat menciptakan reaksi yang terjadi sendirinya.
Energi yang dilepas di banyak reaksi nuklir lebih besar dari reaksi kimia, karena energi
pengikatyang mengelem kedua inti atom jauh lebih besar dari energi yang menahan elektron
ke inti atom. Contoh, energi ionisasi yang diperoleh dari penambahan elektron ke hidrogen
adalah 13.6elektronvolt -lebih kecil satu per sejuta dari 17 MeV yang dilepas oleh reaksi D-T
seperti gambar di samping.

D. FUSI NUKLIR
Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat membelah menjadi
dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain. Mekanisme semacam ini disebut
pembelahan inti atau fisi nuklir. Contoh reaksi fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau
menyerap) neutron lambat.

Reaksi fisi uranium seperti di atas menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih
ringan. Neutron ini dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk
reaksi fisi berikutnya. Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat
membentuk reaksi berantai tak terkendali. Akibatnya, terjadi pelepasan energi yang besar
dalam waktu singkat. Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir yang menghasilkan
ledakan yang dahsyat. Jadi, reaksi fisi dapat membentuk reaksi berantai tak terkendali yang
memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir.

reaksi fisi berantai (sumber: www.scienceclarified.com)
Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir, pelepasan energi yang dihasilkan melalui
reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih berguna. Untuk itu, reaksi berantai
yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat lebih terkendali. Usaha ini bisa dilakukan di dalam
sebuah reaktor nuklir. Reaksi berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam
reaktor yang terjamin keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk
keperluan yang lebih berguna, misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik.

reaksi fisi berantai terkendali (sumber: www.atomicarchive.com)
Di dalam reaksi fisi yang terkendali, jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu neutron
saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya. Dengan mekanisme ini, diperoleh
reaksi berantai terkendali yang energi yang dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk
keperluan yang berguna.
E. REAKTOR NUKLIR
Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang
berguna. Untuk itu, reaksi fisi harus berlangsung secara terkendali di dalam sebuah reaktor
nuklir. Sebuah reaktor nuklir paling tidak memiliki empat komponen dasar, yaitu elemen
bahan bakar, moderator neutron, batang kendali, dan perisai beton.

skema reaktor nuklir (sumber: http://personales.alc.upv.es)
Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi nuklir. Bahan
yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U. elemen bahan bakar dapat
berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras reaktor.
Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang cukup
tinggi. Adapun, neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah neutron lambat
sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat kelajuan neutron ini. Fungsi ini
dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya berupa air. Jadi, di dalam teras reaktor
terdapat air sebagai moderator yang berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena
neutron akan kehilangan sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air.
Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam reaksi
berantai dilakukan oleh batang-batang kendali. Agar reaksi berantai yang terjadi terkendali
dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi nuklir berikutnya, digunakan
bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di dalam teras reaktor. Bahan seperti boron atau
kadmium sering digunakan sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron.
Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-masuk teras
reaktor. Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah yang diizinkan (kondisi
kritis), maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras reaktor untuk menyerap sebagian
neutron agar tercapai kondisi kritis. Batang kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika
jumlah neutron di bawah kondisi kritis (kekurangan neutron), untuk mengembalikan kondisi
ke kondisi kritis yang diizinkan.
Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat
membahayakan lingkungan di sekitar reaktor. Diperlukan sebuah pelindung di sekeliling
reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak menyebar ke lingkungan
di sekitar reaktor. Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton yang dibuat mengelilingi teras
reaktor. Beton diketahui sangat efektif menyerap sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga
digunakan sebagai bahan perisai.

F. KEUNTUNGAN DAN KEKURANGAN ENERGI NUKLIR
Kelebihan Energi Nuklir [1]
• Potensi cadangan Uranium-235 (U-235) cukup untuk memenuhi kebutuhan energi 100
tahun, bahkan akan lebih dari cukup bila digunakan teknologi pembiakan nuklir.
• Energi thermal yang dihasilkan oleh pembakaran 1 Kg Uranium-235 murni besarnya adalah
sekitar 17 milyar Kilo kalori (Kkal), atau setara dengan pembakaran 2,4 juta Kg batubara.
Emisi karbon jauh akan berkurang jika menggunakan energi nuklir dibandingan dengan
menggunakan energi batubara atau energi fosil lainnya.
• Biaya produksi listrik sebuah PLTN adalah sekitar 3,5 – 4,5 sen dollar AS per KWH, jauh
lebih murah dibanding harga listrik sekarang yang mencapai sekitar 7 sen dollar AS per
KWH.
• Energi nuklir hampir tidak ada emisi gas rumah kaca sehingga mampu mengurangi
pemanasan global.
• Dibandingkan dengan energi fosil, pembangunan PLTN membutuhkan lahan jauh lebih
kecil/sempit. Untuk pembangkit listrik kapasitas 1.000 MW, lahan yang dibutuhkan, sebagai
berikut: nuklir, 1-4 km2; surya atau fotovoltaik taman, 20-50 km2; tenaga angin, 50-150
km2danbiomas,4,000-6,000km2.

Kekurangan Energi Nuklir

Kekurangan energi nuklir, merujuk kepada resiko dan dampak lingkungan jika PLTN rusak
atau gagal berfungsi normal, antara lain :
• Proliferasi Risiko Umumnya uranium U-235 dicampur dengan U-238 dan menghasilkan
Plutonium (Pu-239) sebagai limbah proses fisi nuklir. Plutonium dapat digunakan baik untuk
bahan bakar PLTN maupun untuk membuat bom. Pada tahun 2000, diperkirakan 310 ton,
senjata nuklir berbasis plutonium yang siap digunakan telah diproduksi
Hanya dengan volume kurang dari 8 Kg plutonium cukup untuk menghasilkan bom setara
dengan bom atom Nagasaki.
• Resiko Kecelakaan Pada 26 April 1986 reaktor No: 4 di PLTN Chernobyl (di bekas Uni
Soviet, sekarang Ukraina) meledak, menyebabkan kecelakaan nuklir terburuk yang pernah
terjadi (30 orang tewas seketika, termasuk 28 orang terkena radiasi, dan 209 orang harus terus
dirawat karena keracunan radiasi akut).
Pada bulan Maret 1979 karena kegagalan peralatan dan kesalahan manusia menyebabkan
kecelakaan di reaktor nuklir Three Mile Island di Harrisburg, Pennsylvania, termasuk
kecelakaan yang terburuk dalam sejarah AS. Konsekuensinya terjadi insiden kontaminasi
radiasi meliputi daerah di sekitarnya, terjadi peningkatan kasus kanker tiroid, dan mutasi
tanaman.
• Kerusakan Lingkungan Proses yang kompleks selama menciptakan energi nuklir diyakini
banyak orang berbahaya bagi lingkungan hidup. Pertambangan uranium, pengkayaan dan
produksi radioaktif plutonium menghasilkan isotop yang mencemari lingkungan sekitarnya,
termasuk air tanah, udara, tanah, tumbuhan, dan peralatan. Akibatnya, dapat berdampak
buruk bagi manusia dan seluruh ekosistem. Dampak buruk ini tidak mudah untuk dihilangkan
karena beberapa isotop radioaktif memiliki umur yang luar biasa panjang, tetap beracun
selama ratusan ribu tahun.
• Limbah Nuklir Limbah nuklir diproduksi dalam berbagai cara. Ada limbah yang dihasilkan
dalam reaktor inti, yaitu limbah yang dihasilkan sebagai akibat dari kontaminasi radioaktif,
dan limbah yang dihasilkan sebagai produk sampingan dari pertambangan uranium,
pemurnian, dan pengayaan. Sebagian besar radiasi limbah nuklir dilepaskan dari batang
bahan bakar. Reaktor nuklir biasa akan menghasilkan 20-30 ton limbah nuklir tingkat tinggi
setiap tahunnya. Tidak ada cara yang dikenal aman untuk membuang limbah ini, radioaktif
tetap berbahaya sampai luruh secara alami.

Meskipun beberapa negara memproses ulang limbah nuklir (pada intinya, mempersiapkan
untuk mengirim melalui siklus ulang untuk menciptakan lebih banyak energi), proses ini
dilarang di AS karena meningkatnya risiko proliferasi, karena bahan yang diolah ulang ini
dapat digunakan untuk membuat bom. Daur ulang juga bukan solusi karena hanya
menciptakan limbah nuklir tambahan.

Posted 7th June 2010 by andi mappiara asmawi

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:653
posted:9/26/2012
language:Malay
pages:4